Nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm không khí từ quá trình đốt nhang tại chùa và thực nghiệm xử lý bằng thiết bị trong nhà tự chế tạo

Chính vì vậy, đề tài tiến hành nghiên cứu xử lý TVOCs có trong khói nhang bằng cách ứng dụng quá trình quang xúc tác với vật liệu xúc tác là TNTs được tẩm các muối kim loại ZnNO32, CdNO3

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm khảo sát, phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm không khí phát sinh từ quá trình đốt nhang tại chùa, từ đó xác định các yếu tố ảnh hưởng và tác động đến sức khỏe cũng như môi trường Đồng thời, nghiên cứu tiến hành thực nghiệm mô phỏng nguồn ô nhiễm từ việc đốt nhang trong điều kiện phòng thí nghiệm để đo lường và so sánh với dữ liệu thực tế Tiếp theo là quá trình xử lý bằng hệ thống thiết bị xử lý không khí tự chế nhằm đánh giá hiệu quả loại bỏ bụi và các hợp chất gây ô nhiễm Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý chất lượng không khí tại các chùa và đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm từ đốt nhang bằng công nghệ và thói quen sử dụng hương nhang an toàn.

Nội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu bao gồm những nội dung sau:

- Nội dung 1: Khảo sát thói quen đi chùa và thói quen thắp nhang ở hộ gia đình

- Nội dung 2: Đánh giá mức độ ô nhiễm tại các chùa ở trong thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận

- Nội dung 3: Đánh giá mức độ ô nhiễm từ khói nhang trong phòng thí nghiệm bằng mô hình tự chế tạo

- Nội dung 4: Thực nghiệm xử lý khói nhang (chủ yếu là TVOCs) bằng mô hình tự chế tạo ứng dụng quá trình quang xúc tác.

Tính khoa học và thực tiễn của đề tài

Tính khoa học của đề tài

Đây là một nghiên cứu về tập quán đốt nhang (hương) tại Việt Nam dưới góc độ môi trường, làm rõ đặc tính phát thải nguy hại và tác động của khói nhang lên sức khỏe và môi trường Nghiên cứu so sánh với các nước có nền khoa học kỹ thuật phát triển hơn và đề xuất ứng dụng cơ sở xúc tác quang hóa trong thiết bị xử lý không khí tự chế bằng vật liệu xúc tác dễ kiếm, rẻ tiền, trơ về mặt hóa học và thân thiện với môi trường, đặc biệt không độc hại với sức khỏe con người Đề tài này đóng góp và tạo nền tảng cho các nghiên cứu khoa học liên quan đến khói nhang tại Việt Nam.

Tính thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là đóng góp dữ liệu về ô nhiễm không khí do đốt nhang và nâng cao ý thức của người tiêu dùng, từ đó tăng tính xác thực và thuyết phục đối với quản lý sản xuất và sử dụng nhang Những dữ liệu này hỗ trợ xây dựng cơ sở cho các quyết sách về sản xuất nhang an toàn và cách thức người tiêu dùng tiếp cận sản phẩm nhang một cách có trách nhiệm Thiết bị xử lý không khí tự chế có thể cải thiện chất lượng không khí tại gia và nơi công cộng, cung cấp biện pháp chủ động bảo vệ sức khỏe cho người dân.

TỔNG QUAN

Tổng quan về chùa ở Việt Nam

Chùa ở Việt Nam là công trình kiến trúc dùng để thờ Phật, Bồ Tát, Thiên Thần và Hộ Pháp; đồng thời là nơi thờ các vị tổ sư, trụ trì quá cố, nơi an táng linh cốt của các Phật tử và là nơi cư trú, tu hành, học tập và nghiên cứu giáo lý Phật giáo của Tăng Ni; là nơi diễn ra lễ nghi và các hoạt động của tăng ni, Phật tử Ngoài ra, chùa còn là nơi tu dưỡng tinh thần, cảnh quan du lịch, trung tâm lễ hội, bảo tàng nghệ thuật dân tộc và cơ sở giáo dục Trải qua gần 2000 năm lịch sử Phật giáo Việt Nam, kiểu kiến trúc chùa và Phật điện bên trong đã có nhiều thay đổi, nhưng nhìn chung chùa ở Việt Nam có một số đặc điểm chung: không phải là một ngôi nhà đơn lẻ mà là một quần thể kiến trúc gồm nhiều ngôi nhà sắp xếp cạnh nhau hoặc nối với nhau; theo cách bố trí này, chùa được chia thành các kiểu khác nhau Các kiểu chùa truyền thống Việt Nam thường được đặt theo chữ Trung Quốc và có dạng gần với bình diện kiến trúc chùa, gồm các kiểu chùa sau:

Kiểu chùa đơn giản nhất là chữ Đinh (丁), được minh hoạ trong Hình 1.1 Chùa có nhà chính điện hay thượng điện, nơi đặt bàn thờ Phật, nối thẳng góc với nhà bái đường ở phía trước Nhà bái đường đôi khi còn được gọi là chùa hộ vì ở đây thường có tượng Hộ Pháp.

Hình 1.1 Kiểu chùa chữ Đinh

Kiểu chùa phổ biến hơn là kiểu chữ Công (工) (Hình 1.2) Chùa có nhà chính điện và nhà bái đường song song với nhau và được nối với nhau bằng một ngôi nhà gọi là nhà thiêu hương – nơi nhà sư làm lễ Có nơi gọi gian nhà nối nhà bái đường với Phật điện này là ống muống [5].

CHÍNH ĐIỆN NHÀ BÁI ĐƯỜNG

Hình 1.2 Kiểu chùa chữ Công

Kiểu chùa thứ ba, hay kiểu chữ Tam (三) như Hình 1.3, được nhận diện bởi ba nếp nhà song song với nhau Ba nếp nhà được gọi lần lượt là chùa hạ, chùa trung và chùa thượng, tương tự các chùa điển hình ở Hà Nội như chùa Kim Liên và chùa Tây Phương [5].

Hình 1.3Kiểu chùa chữ Tam

Kiến trúc chùa Việt Nam rất đa dạng, được xác định bởi cụm kiến trúc chính và một hệ thống các công trình phụ như nhà tổ (nơi thờ các vị sư đã trụ trì nay đã tịch), nhà tăng (nơi ở của các nhà sư), cùng các phần khác như gác chuông, tháp và tam quan Không gian và phong cách kiến trúc địa phương thể hiện rõ qua từng ngôi chùa; ví dụ, kiểu chữ Tam phổ biến ở miền Nam và có nhiều khác biệt so với miền Bắc ngay từ cách xây dựng Các ngôi chùa cổ như chùa Giác Lâm và chùa Giác Viên ở Thành phố Hồ Chí Minh cho thấy sự đa dạng của kiến trúc chùa truyền thống Việt Nam.

Kiến trúc chùa Việt Nam thường gắn với thiên nhiên, với vườn cây, vườn hoa và ao hoặc hồ sen tạo nên không gian tĩnh lặng mà tươi đẹp; một mô hình mái phổ biến là 6 đường nóc ngắn, 4 mái rộng được người dân địa phương gọi là nhà kiểu bánh ít (một loại bánh làm bằng bột gạo ở miền Nam), minh họa cách tiếp cận phong cách gần gũi với cảnh quan Ngoài người Kinh, nhiều dân tộc thiểu số ở Việt Nam cũng có chùa, như chùa người Mường làm bằng tranh tre giản dị; chùa người Khmer được xây dựng đẹp, mái thể hiện ảnh hưởng Campuchia và Thái Lan; và chùa người Hoa cũng có sắc thái kiến trúc riêng Hình 1.4 minh họa một kiểu chùa ở Việt Nam.

Hình 1.4 Chùa Vĩnh Nghiêm (Quận 3)

Tổng quan về nhang

Nhang, hay hương, được chế tác từ các chất thực vật có mùi thơm, thường được bổ sung tinh dầu chiết xuất từ thực vật hoặc có nguồn gốc động vật để khi cháy tỏa ra khói thơm Nhang được dùng cho mục đích tôn giáo, chữa bệnh theo quan niệm cổ xưa và mang tính thẩm mỹ Nhang ở dạng bột hoặc hạt nhỏ có thể bỏ vào than nóng hoặc đặt trong bình hương, lư hương; nó cũng được sản xuất ở các dạng tiện dụng hơn cho việc đốt như que, vòng hình nón hoặc miếng nêm Với những dạng này, nhang được đốt và dập tắt ngọn lửa để nó cháy âm ỉ và tỏa ra khói thơm Nhang đóng vai trò quan trọng trong đời sống tâm linh của người châu Á, thường được dùng trong ngày rằm, ngày lễ và dịp tết.

Nghề làm nhang là một nghề có tính giản dị và vốn đầu tư thấp, cho phép cả gia đình—from trẻ em đến người lớn—có thể tham gia và đóng góp công sức Các nguyên liệu làm nhang thường dễ kiếm và có nguồn gốc từ thiên nhiên, mang lại sản phẩm an toàn và gần gũi với đời sống hàng ngày; các nguồn tham khảo ghi nhận và liệt kê các thành phần như [6].

Bột vỏ cây Ô đước mọc dọc theo mé sông và bờ suối trong rừng ở Tây Ninh, Thủ Dầu Một, Biên Hòa và Bà Rịa Ô đước có tên khoa học là Cinnamomum argenteum, thuộc họ Lauraceae, cây không lớn, đường kính thân khoảng 25–30 cm Lá Ô đước khá lớn, tương tự lá xoài voi, mặt trên lá bóng láng Trong vỏ cây Ô đước có chất nhớt, dính như keo.

- Cây tre, nứa đủ loại để chẻ làm chân nhang

- Hương thơm được chiết xuất từ gỗ trầm, bạch đàn, cây quế có nhiều ở các tỉnh miền Trung như Quảng trị, Thừa Thiên, Quảng Nam

- Phẩm màu để nhuộm chân nhang, giấy bao nhang

Dụng cụ làm nhang rất giản dị gồm bàn dài, chậu sành và một chiếc bàn tròn bằng gỗ hoặc bằng tôn để cuộn nhang; đối với nhang thơm và nhang thẻ, người làm dùng thêm một miếng ván cây nhỏ có núm để cầm và lăn nhang cho hình thành sản phẩm Nếu làm nhang vòng thì cần khuôn bằng gỗ phẳng có rãnh hình xoắn ốc, với kích thước tùy theo cỡ nhang dự định làm Có ba loại nhang là nhang đất, nhang thẻ và nhang vòng nên cách làm có sự khác biệt, nhưng công đoạn chính cho nhang đất và nhang thẻ được mô tả ở Hình 1.5, còn nhang vòng có quy trình riêng kèm khuôn và rãnh xoắn.

Hình 1.5 Sơ đồ các công đoạn chính trong quá trình làm nhang

Các công đoạn làm nhang được mô tả như sau:

Quy trình làm nhang bắt đầu bằng việc chẻ chân nhang từ tre Cây tre mua về được cưa thành đoạn ngắn, dùng dao sắc chẻ thành những thanh nhỏ và ngâm nước trước khi phơi khô để nhang cháy đều Tiếp đó, chẻ các thanh ấy ra và vuốt cho thật nhẵn, tròn để làm chân nhang; đối với nhang thông thường như nhang ma hoặc nhang đất thì không cần vuốt nhẵn Chân nhang sau khi chẻ xong được nhuộm đỏ ở phía dưới trước khi làm thân nhang hoặc có thể nhuộm sau khi làm xong Đây là những bước quan trọng của quy trình sản xuất nhang tre, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng cháy và độ bền của nhang khi đốt.

Làm bột nhang từ vỏ cây Ô đước là quy trình quen thuộc của người làm nhang: nguồn nguyên liệu chính là vỏ Ô đước Người làm nhang thường mua hoặc vào rừng để vạt đẽo vỏ, sau đó mang về phơi khô; khi vỏ đã khô họ dùng cối đá giã đâm nát thành bột Tiếp theo, rây bột qua rây nhỏ để được bột nhang mịn, phần bột còn to sẽ cho vào cối giã lần thứ hai cho đến khi đạt độ mịn mong muốn.

Trong nghề làm nhang, bột được chia làm hai loại: bột áo mịn nhuyễn để bọc phía ngoài nén nhang và bột hồ thô hơn để se phía trong Khi làm nhang thơm hay nhang thẻ, cần dùng gỗ trầm, gỗ bạch đàn và quế chi, chẻ nhỏ ra rồi tán mịn và rây kỹ để đạt được độ mịn và kết cấu đúng cho nhang.

Để làm thân nhang, cần ba loại bột: bột hồ Ô đước, bột nửa hồ nửa áo và bột hồ một phần hai phần áo; chân tre được chia thành từng nắm (chét), dùng một cây cơ cặp để trừ phía dưới, nhúng phần thân nhang vào thùng nước lạnh cho tới đầu nhang rồi kéo tre ra vẩy cho ráo nước Sau đó nhúng đầu nhang vào bột hồ thứ nhất, bỏ ra ngay và giũ cho rơi bớt bột, giữ từng nắm để khỏi dính chùm; lặp lại cho đến khi nước không thấm ra ngoài Đem nắm nhang lên giá gác cho khô, rồi nhúng tiếp một nắm khác; lần này bỏ đầu nhang đã nhúng nước vào bột đầu nhúng lại vào nước lạnh, đưa vào bột thứ hai và chú ý với cây tre nhang đã có bột Ô đước, khi gặp nước sẽ dễ rời ra nên phải tách nhẹ đầu nhang và nhúng xuống nước lại ngay Tiếp đến giữ chân nhang mở ra như một cái quạt, rải lên bàn và rắc loại bột thứ ba lên, sau đó gộp lại tre nhang và giũ bột thừa, nhúng xong lại gác lên giá phơi cho khô Thân nhang sau ba lần nước và ba lần bột sẽ có đường kính như chiếc đũa, tuy nhiên bột vẫn chưa dính chặt nên phải lăn để thân nhang se lại Với nhang ma và nhang đất rẻ, dùng thùng đựng đinh cũ hoặc thùng kim loại có đáy cao khoảng 40 cm, đặt đầu nhang xuống đáy thùng khi thùng nằm ngang, dùng tay lăn để nhang chắc lại khoảng 15–20 phút rồi phơi nắng cho khô, và cuối cùng nhang được xếp thành bó 200 cây để bán.

Nhang thơm là loại nhang trong có trộn gỗ thơm như trầm, bạch đàn và quế chi, thường được đóng trong bao hay thẻ, mỗi bao có 60 cây nên được gọi là nhang thẻ; nguyên liệu làm nhang thẻ tương tự nhang đất, nhưng khác ở giai đoạn làm thân nhang Ba phần bột làm thân nhang gồm: một phần là bột hồ trộn với bột thơm, hòa với nước lạnh; một phần nữa là bột thơm trộn với ít bột hồ, rây thật mịn rồi để làm bột áo; bột thơm được làm bằng gỗ cây trầm, bạch đàn và quế chi được tán nhỏ và rây kỹ Sau khi trộn, nhồi bột rồi se thành một cục nhỏ Lấy que nhang đặt vào phần bột đó rồi lăn bột bọc kín lấy chân nhang Muốn se đều và nhang được tròn thì dùng một miếng cây dẹp để ấn và cuộn cho đều.

Quy trình làm nhang bắt đầu với kích thước chuẩn: 9 ngang 10 phần, dọc 20 phân, dày 1 phân; ở phía lưng có núm cầm Cầm núm ấy lăn lên thân nhang, lăn đi lăn lại vài lần cho nhang tròn và nhẵn Khi nhang đã nhẵn, vùi vào đống bột áo khô se lại lần nữa để bột ngấm vào nhang, giúp nhang đẹp và có mùi thơm ngát Cuối cùng mang nhang phơi dưới nắng cho khô và đóng gói vào bao Hình 1.6 thể hiện các loại nhang được bán trên thị trường hiện nay: a Nhang vòng, b Nhang nụ, c Nhang thanh.

Hình 1.6 Các loại nhang đang được bán trên thị trường hiện nay.

Tổng quan về phương pháp quang xúc tác

1.3.1 Giới thiệu vật liệu TiO 2

Titanium dioxide (TiO2) là chất rắn màu trắng có đặc tính biến đổi màu khi nung nóng (màu vàng) và trở lại màu trắng khi làm nguội, với độ cứng cao và điểm nóng chảy lên tới 1870°C Ưu điểm của TiO2 gồm không độc hại, giá thành thấp, hoạt tính xúc tác cao và khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời để khoáng hóa hoàn toàn nhiều hợp chất hữu cơ TiO2 là vật liệu rất phổ biến trong đời sống hàng ngày và được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, men, mỹ phẩm và cả trong thực phẩm.

Tinh thể TiO2 tồn tại ở ba dạng thù hình chính là Rutile, Anatase và Brookite Rutile là dạng bền nhất và phổ biến nhất, có mạng lưới tứ phương và mỗi ion Ti4+ được bao quanh bởi 6 ion O2- tạo thành hình bát diện, đây là kiến trúc điển hình của hợp chất có công thức MX2 Anatase và Brookite được xem là các dạng giả bền và chuyển thành rutile khi nung nóng Tất cả các dạng thù hình của TiO2 tồn tại tự nhiên ở dạng khoáng vật, nhưng chỉ Rutile và Anatase ở dạng đơn tinh thể được tổng hợp ở nhiệt độ thấp Hai pha này cũng được ứng dụng trong thực tế như chất màu, chất độn và chất xúc tác [8] [9] Hình 1.7 thể hiện ba cấu trúc tinh thể thù hình của TiO2.

10 a Dạng Anatase b Dạng Rutile c Dạng Brookite

Hình 1.7 Cấu trúc tinh thể dạng thù hình của TiO 2 [10]

1.3.1.1 Tính chất vật lý của TiO 2 [10]

TiO2 có những tính chất vật lý sau đây:

TiO2 pha anatase là một chất bán dẫn loại n có độ di động điện tử cao, cho phép truyền qua tốt ở vùng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại và có hệ số khúc xạ lớn Theo lý thuyết, vật liệu TiO2 có vùng cấm rộng Eg > 3 eV nên được dự báo dẫn điện kém; tuy nhiên sai hỏng mạng ở dạng nút mạng khuyết oxy đóng vai trò như các tạp chất donor, với mức năng lượng tạp chất nằm ngay sát vùng dẫn chỉ khoảng 0,01 eV, do đó TiO2 có thể dẫn điện bằng điện tử ở nhiệt độ phòng Cả hai pha TiO2 anatase và rutile đều cho thấy điện trở biến thiên theo quy luật hàm số mũ theo phương trình (2.1).

Trong đó: A: là hệ số

K: hằng số Boltzmann Ea: năng lượng hoạt hóa T: nhiệt độ tuyệt đối

Pha tạp chất vào màng TiO2 làm giảm điện trở đáng kể nhờ các tạp chất đóng vai trò donor và acceptor, từ đó làm tăng số hạt tải điện Sự tăng số hạt tải điện này dẫn đến giảm rõ rệt năng lượng kích hoạt Ea ở nhiệt độ phòng, giúp quá trình dẫn điện diễn ra thuận lợi hơn.

Tính chất từ của TiO2: TiO2 tinh khiết không có từ tính Khi pha tạp bằng Co, Fe, V, TiO2 thể hiện tính từ ở nhiệt độ phòng Tính chất từ của TiO2 pha tạp phụ thuộc vào loại tạp chất, nồng độ pha tạp và điều kiện hình thành tinh thể.

TiO2 có tính nhạy khí đáng kể: vật liệu TiO2 có khả năng thay đổi độ dẫn điện khi hấp thụ các khí như CO, CH4, NH3 và hơi ẩm Do sự biến đổi điện trở của màng TiO2, người ta có thể xác định được loại khí và nồng độ khí xuất hiện Vì vậy TiO2 đang được nghiên cứu để làm cảm biến khí, ứng dụng TiO2 trong cảm biến khí tận dụng đặc tính này để nhận diện và đo lường nồng độ của các khí trong môi trường.

1.3.1.2 Tính chất hóa học của TiO 2 [10] Ở điều kiện bình thường TiO2 là chất trơ về mặt hóa học, không phản ứng với nước axit vô cơ loãng, kiềm, và các axit hữu cơ khác

TiO2 tan không đáng kể trong các dung dịch kiềm

TiO2 tác dụng với HF

TiO2 bị khử về các oxit thấp hơn

2 TiO2 + CO → Ti2O3 + CO2 (nhiệt độ 800 °C) (2.5) TiO2 phản ứng với muối cacbonat

TiO2 + MCO3 → MTiO3 + CO2 (nhiệt độ 800 - 1000 °C) (2.6)

Với M: Ca, Mg, Ba, Sr TiO2 phản ứng với oxit kim loại

TiO2 + MO → MTiO3 (nhiệt độ 1200 - 1300 °C) (2.7)

Với M: Pb, Mn, Fe, Co

1.3.2 Cơ chế quang xúc tác TiO 2 [8]

TiO2 tồn tại ở ba dạng thù hình như trình bày ở phần 2.3.1; tuy nhiên, ở dạng tinh thể anatase, TiO2 có hoạt tính quang xúc tác cao nhất so với hai dạng còn lại Khi được kích hoạt bởi ánh sáng phù hợp, quá trình này dẫn đến chuyển điện tử từ vùng hóa trị (h+) sang vùng dẫn (e-), từ đó kích hoạt các phản ứng quang xúc tác.

- Vùng dẫn khử các phân tử nhận e -

- Vùng hóa trị oxi hóa các phân tử cho e -

Quá trình chuyển điện tử được cải thiện khi các phân tử hữu cơ và vô cơ được hấp phụ trước lên bề mặt chất xúc tác bán dẫn TiO2, bởi sự hấp phụ này giúp tối ưu hóa tương tác phân tử–bề mặt và tăng hiệu quả tách đôi cặp điện tử Khi bị chiếu sáng bằng hν, TiO2 sinh ra các electron và lỗ trống (e− và h+) theo phản ứng hν + TiO2 → e− + h+ (2.8) Quá trình hấp phụ trước đó đóng vai trò như một lớp xúc tác cận biên, làm tăng khả năng di chuyển của electron và hole, từ đó nâng cao hiệu suất chuyển điện tử và hiệu quả của các phản ứng quang xúc tác liên quan.

Hình 1.8 Cơ chế quang xúc tác của TiO 2 [8]

Tại vùng hóa trị có sự hình thành các gốc OH * và RX + :

TiO (h ) RX   RX  TiO (2.12) Tại vùng dẫn có sự hình thành các gốc O 2  và HO 2 

H O O O HO HO  (2.17) Điều kiện: Năng lượng photon ánh sáng (hv)  Năng lượng vùng cấm (Eg)

Sự khác biệt giữa TiO2 dạng Anatase với Rutile là: dạng Anatase có khả năng khử

TiO2 ở dạng anatase có khả năng đồng thời nhận oxy và hơi nước từ không khí dưới tác dụng của ánh sáng, từ đó phân hủy các hợp chất hữu cơ Dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại, tinh thể TiO2 anatase đóng vai trò như một cầu nối trung chuyển điện tử từ H2O sang O2, biến hai chất này thành các dạng có hoạt tính oxi hóa cao là O2- và OH*, giúp phân hủy chất hữu cơ thành nước và cacbonic.

Sơ đồ tổng thể ứng dụng của chất xúc tác quang của TiO2 được minh họa qua Hình 1.9

Hình 1.9 Sơ đồ tổng thể ứng dụng của chất xúc tác quang của TiO 2

Hiện nay, những nghiên cứu và ứng dụng chính của vật liệu nano TiO2 với vai trò chất xúc tác quang đang được mở rộng trên nhiều lĩnh vực khác nhau như xử lý nước thải và ô nhiễm không khí, phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, hệ thống tự làm sạch bề mặt, cũng như các ứng dụng tiềm năng trong y tế và sản xuất năng lượng dựa trên ánh sáng mặt trời Nhờ khả năng kích hoạt dưới ánh sáng, vật liệu TiO2 tạo ra các quá trình oxi hóa mạnh, nâng cao hiệu quả xử lý môi trường và đóng góp vào công nghệ xanh, bền vững.

- Xử lý nước: với khả năng sản sinh các gốc oxy hóa và khử mạnh khi có mặt tia

UV và TiO2 được ứng dụng trong xử lý nước ô nhiễm bởi các chất hữu cơ và diệt khuẩn hiệu quả, đồng thời tham gia phân hủy dầu, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm và các chất hoạt động bề mặt Công nghệ này còn chuyển hóa kim loại nặng về dạng ít độc hại cho hệ sinh thái và con người, giảm thiểu tác động tiêu cực của nguồn nước ô nhiễm Sự kết hợp giữa UV và TiO2 tạo ra quá trình oxy hóa mạnh với khả năng tái sinh và vận hành liên tục, phù hợp với cả hệ thống xử lý nước công nghiệp lẫn dân dụng, mang lại giải pháp thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe người dùng và hệ sinh thái.

Vật liệu TiO2 có khả năng khử mùi và làm sạch không khí bằng cách phân hủy NOx, các hơi dung môi hữu cơ như aldehyde và toluene, cũng như các khí gây mùi như mercaptan và methyl sulfide, thậm chí cả khói thuốc lá Do đó, TiO2 có tiềm năng lớn cho các ứng dụng làm sạch không khí trong nhà và xử lý khí thải từ sản xuất, đặc biệt khi được kích hoạt bởi ánh sáng để tăng hiệu quả của quá trình quang xúc tác.

Phản ứng đặc biệt Quang tách nước để tạo hydro

Quang oxi hóa các hợp chất hữu cơ thành CO 2

Oxi hóa một phần hoặc toàn phần hợp chất hữu cơ

Tẩy uế: phân hủy các hợp chất vi sinh

Khử chất độc vô cơ và loại trừ ion Hiệu ứng siêu ưa nước

Các hạt nano TiO2 tiếp cận khối u và được kích thích bằng loạt xung bức xạ điện từ, năng lượng này làm nóng nhân tế bào và phóng thích thuốc vào khối u để tiêu diệt tế bào ung thư Ngoài ra, TiO2 còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như xử lý các ion kim loại nặng trong nước, chế tạo pin mặt trời, làm cảm biến để nhận biết các khí trong môi trường ô nhiễm nặng, trong sản xuất bồn rửa tự làm sạch bề mặt trong nước, làm vật liệu sơn trắng do khả năng tán xạ ánh sáng cao, và dùng để tạo màng lọc xúc tác trong máy làm sạch không khí, máy điều hòa.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu TiO2 có cấu trúc dạng ống – TiO2

Nanotubes TiO2 (TNTs) có các đặc tính vật lý và hóa học tốt hơn các dạng TiO2 khác cho quang xúc tác, với tốc độ truyền điện tích và diện tích bề mặt lớn hơn so với hạt TiO2 hình cầu, giúp vận chuyển mang điện dọc theo trục nanotubes và làm giảm tái hợp electron–lỗ trống Li et al (2009) cho thấy TNTs rỗng có hiệu quả cao trong phân hủy quang xúc tác của methyl orange so với các hạt nano TiO2 pha rutile Vì vậy, vật liệu TNTs thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới nhờ khả năng ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực như tế bào quang điện mặt trời, cảm biến khí, pin nhiên liệu, các thiết bị quang điện, xúc tác quang hóa, công nghệ tự làm sạch, và quang điện phân nước để tạo hydro Hiện nay có các phương pháp tổng hợp TNTs như: oxy hóa bằng phương pháp điện hóa trên điện cực anot, dùng hợp chất tạo cấu trúc và phương pháp thủy nhiệt.

Tình hình ô nhiễm không khí do đốt nhang

Khói từ quá trình đốt nhang có chứa các thành phần được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần các chất trong khói nhang

STT Thành phần Tài liệu tham khảo

Như vậy, nếu các chất có trong khói nhang vượt quá nồng độ cho phép có thể gây các tác hại tiềm tàng như sau:

Theo ông Phạm Ngọc Đăng, Phó Chủ tịch Hội Bảo vệ thiên nhiên và Môi trường Việt Nam, các hạt bụi có đường kính càng nhỏ càng thâm nhập sâu vào phổi, thậm chí đi thẳng vào máu và gây tác hại nguy hiểm đối với sức khỏe con người Nếu tiếp xúc với lượng bụi có đường kính hạt nhỏ trong thời gian dài sẽ là nguyên nhân dẫn đến các triệu chứng bệnh về hô hấp và bệnh phổi mãn tính.

Ngộ độc CO làm giảm lượng oxy được vận chuyển bởi huyết sắc tố đến các tế bào, khiến não, mô thần kinh và tim không nhận đủ oxy để hoạt động bình thường Lượng huyết sắc tố có thể liên kết với CO mà không gây ảnh hưởng sức khỏe ở mức dưới 2,5% Tuy nhiên khi nồng độ CO tăng cao, tỷ lệ CO liên kết với huyết sắc tố có thể lên tới 40%, dẫn đến nguy hiểm tính mạng Đối với người khỏe mạnh, CO có thể gây mệt mỏi và giảm khả năng tập trung Đối với người có vấn đề về tim, CO có thể kích hoạt các cơn đau thắt ngực thường xuyên và kéo dài, làm tăng nguy cơ đau tim.

CO2 là một khí tự nhiên có mặt trong khí quyển ở nồng độ khoảng 250–350 ppm Tuy nhiên, khi nồng độ CO2 tăng lên đến 2000–5000 ppm, con người có thể gặp các triệu chứng như đau đầu, buồn nôn và mất ngủ Ngược lại, nồng độ CO2 vượt quá 5000 ppm có thể gây tử vong [26].

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), hít thở không khí có nồng độ NOx và SO2 cao có thể gây kích ứng đường thở trong hệ hô hấp của con người Tiếp xúc ngắn hạn với mức ô nhiễm này có thể làm nặng thêm các bệnh hô hấp, đặc biệt là hen suyễn, trong khi tiếp xúc lâu dài sẽ làm tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp.

TVOCs (Tổng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) gồm nhiều chất như formaldehyde, benzene, toluene, có thể gây kích ứng mắt, mũi và họng, khó thở, đau đầu, mệt mỏi, buồn nôn, chóng mặt và các vấn đề về da; nồng độ cao hơn có thể kích thích phổi, gây tổn thương gan, thận hoặc hệ thần kinh trung ương, và tiếp xúc lâu dài có thể dẫn đến tổn thương các cơ quan Formaldehyde được chứng minh là chất gây ung thư ở người; năm 1987, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) phân loại formaldehyde là chất gây ung thư có thể xảy ra ở người trong điều kiện phơi nhiễm cao bất thường hoặc kéo dài, và Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) cũng xếp formaldehyde vào nhóm chất gây ung thư ở người Đối với một số người nhạy cảm với formaldehyde, khi chất này có trong không khí ở mức vượt quá 0,1 ppm có thể gặp các tình trạng như chảy nước mắt, cảm giác nóng rát ở mắt, mũi và cổ họng, ho, khò khè, buồn nôn và kích ứng da; trong khi những người khác có thể không có các triệu chứng trên ở mức độ phơi nhiễm tương tự.

PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons – hydrocarbon thơm đa vòng) tiếp xúc ngắn có thể gây kích ứng mắt, da, buồn nôn và chóng mặt; tiếp xúc kéo dài hoặc mãn tính với PAHs có thể làm suy giảm chức năng hệ miễn dịch, gây đục thủy tinh thể, tổn thương thận và gan, cùng các vấn đề về hô hấp và chức năng phổi Trong số các PAHs, naphthalene có thể gây phá hủy tế bào hồng cầu khi hít phải hoặc nuốt phải một lượng lớn.

Kiểm soát ô nhiễm do đốt nhang

Dưới đây là một số đề xuất góp phần quản lý giảm thiểu ô nhiễm do việc thắp nhang

Về quy định sản xuất và buôn bán nhang, hiện nay ở Việt Nam chưa có quy định cụ thể nào về hoạt động này trên thị trường Cần ban hành khung pháp lý và các quy định chi tiết để quản lý chặt chẽ quy trình sản xuất, phân phối và buôn bán nhang, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, an toàn cho người tiêu dùng và tính hợp pháp của hoạt động kinh doanh, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp tuân thủ và người tiêu dùng nắm bắt quyền lợi của mình.

18 quy định liên quan nhằm quản lý hoạt động kinh doanh và sản xuất nhang tự phát, hiện đang chưa đảm bảo về trình độ và công nghệ, đồng thời kiểm soát chất lượng đầu ra của sản phẩm nhang.

Về nguyên liệu, việc lựa chọn nguyên liệu đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất nhang Sử dụng các loại cây có mùi sẵn như ngải cứu, quế chi, đàn hương, vỏ cam, vỏ quýt và trầm hương giúp hạn chế tối đa việc dùng hóa chất để tạo mùi Nhang trầm hương được ưa chuộng và xem là loại cao cấp nhất bởi trầm hương tự nhiên rất đắt tiền và phải vào rừng vài tháng mới tìm thấy Tuy nhiên ngày nay trầm hương có thể được trồng theo quy mô công nghiệp như cao su hay điều Trầm hương nhân tạo có thể được sản xuất và phân phối rộng khắp Việt Nam, tại các khu vực như Quảng Nam, Bình Phước, Đồng Nai và Phú Quốc Vì vậy nguồn nguyên liệu sạch không còn là bài toán khó để giải quyết.

Về ý thức của người tiêu dùng, những năm gần đây việc sản xuất nhang tẩm hóa chất và bán tràn lan trên thị trường đã được các báo đài đưa tin, thúc đẩy người tiêu dùng chú ý đến nhang an toàn và hạn chế thắp nhang ở nơi kín gió để bảo vệ sức khỏe bản thân và những người xung quanh Nhiều chùa lớn như Chùa Bửu Long (Quận 9) và Chùa Nam Thiên Đệ Nhất Trụ (Quận Thủ Đức) đã áp dụng các biện pháp giảm ô nhiễm không khí từ khói nhang, như treo bảng “Vui lòng không mang nhang vào chánh điện” và sử dụng nhang điện tại khu thờ chính (Hình 1.10), giúp không khí trong khu vực thờ tự lưu thông tốt hơn mà vẫn giữ được sự linh thiêng và tôn kính.

19 a Chùa Bửu Long (Quận 9) b Chùa Nam Thiên Đệ Nhất Trụ

(Quận Thủ Đức) Hình 1.10 Một số biện pháp giảm khói nhang đang được áp dụng

Để giảm ô nhiễm khói nhang, một trong những biện pháp kỹ thuật hiệu quả là tạo không gian thoáng mát có khả năng khuếch tán khói nhang sau khi thắp Ở các không gian nhỏ như căn hộ, nên mở toàn bộ cửa chính và cửa sổ, bật quạt hoặc hệ thống thông gió để khói nhang được khuếch tán và giảm thiểu tác động tới sức khỏe người xung quanh; nếu có thể, nên rời khỏi khu vực thắp để thời gian khuếch tán diễn ra nhanh chóng Đồng thời, trang bị thiết bị làm sạch không khí trong nhà có thể xử lý khói nhang và các chất ô nhiễm khác như mùi hôi và bụi bẩn.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Phong tục thắp nhang trong thờ cúng không chỉ phổ biến ở Việt Nam mà còn ở nhiều nước trên thế giới như Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản, cho thấy khói nhang đóng vai trò quan trọng trong các nghi lễ và đời sống tâm linh Các nghiên cứu trên toàn cầu đã chỉ ra các thành phần ô nhiễm có trong khói nhang và những tác động của khói nhang đến sức khỏe con người, đặc biệt là các vấn đề đường hô hấp và kích ứng đường thở, dù hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu đầy đủ về việc ứng dụng công nghệ quang xúc tác để xử lý khói nhang Dưới đây là một vài nghiên cứu tiêu biểu được dùng làm cơ sở cho đề tài, giúp định hình bối cảnh khoa học và gợi ý tiềm năng cho các giải pháp môi trường và sức khỏe liên quan đến khói nhang.

Lin và cộng sự (2008) đã nghiên cứu ô nhiễm của khói hương và tác động của nó lên bệnh đường thở, tập trung vào tác dụng lâm sàng, cấu trúc và cơ chế phân tử Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng khói nhang thải ra các sản phẩm khí như carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen dioxide và sulfur dioxide, cùng với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như benzene, toluene và xylene, cũng như aldehyde và hydrocarbon thơm đa vòng Những thành phần này có tiềm năng gây kích ứng đường thở và làm tăng nguy cơ rối loạn hô hấp ở những người tiếp xúc lâu dài hoặc nhạy cảm với các chất ô nhiễm, từ đó nhấn mạnh mối liên hệ giữa ô nhiễm khói hương và sức khỏe hô hấp và gợi ý cần cân nhắc an toàn khi sử dụng nhang trong sinh hoạt hàng ngày.

Các nghiên cứu cho thấy khi hít phải khói ô nhiễm có thể gây rối loạn chức năng hệ hô hấp, làm tăng nồng độ IgE trong máu cuống rốn và gây viêm da tiếp xúc dị ứng; để ngăn ngừa các bệnh về đường thở và các vấn đề sức khỏe khác, mọi người nên giảm thời gian tiếp xúc khi thờ cúng tại chùa và tăng cường thông gió khi thắp hương tại nhà.

Lee và Wang (2004) đã nghiên cứu sự phát thải chất ô nhiễm không khí từ việc đốt nhang trong buồng thử nghiệm quy mô lớn, so sánh mười loại trầm hương sản xuất ở các vùng khác nhau với các chất gây ô nhiễm mục tiêu gồm bụi mịn, hợp chất dễ bay hơi, carbonyl, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxide và formaldehyde Kết quả cho thấy nồng độ bụi do tất cả các loại nhang và mức độ carbon monoxide của bảy loại nhang vượt quá chuẩn HKIAQO (tiêu chuẩn chất lượng không khí trong nhà dành cho tòa nhà văn phòng và địa điểm công cộng ở Hong Kong) Nồng độ formaldehyde cao nhất vượt quá chuẩn gấp hai lần Ngoài ra nồng độ benzene của tất cả các loại nhang được thử nghiệm cũng vượt đáng kể so với chuẩn HKIAQO.

Hayakawa và cộng sự (1987) đã nghiên cứu viêm da dạng tiếp xúc sắc tố dị ứng liên quan đến xạ hương trong khói nhang Từ xa xưa, người Nhật thắp nhang để thờ cúng tổ tiên; ngày nay nhang được nhiều người xem như một loại hương thơm và có thể đốt suốt cả ngày Bệnh nhân trong nghiên cứu đốt hai loại nhang đều đặn mỗi ngày suốt năm năm Các nhà nghiên cứu cho rằng xạ hương bay hơi khi nhang cháy và hòa tan với bã nhờn khi tiếp xúc với gương mặt người dùng, do đó gây viêm da dạng tiếp xúc sắc tố dị ứng [30].

Nghiên cứu của He và cộng sự (2018) nhằm kiểm tra mối liên hệ giữa đốt nhang tại nhà và rối loạn tăng huyết áp ở 10.563 phụ nữ mang thai tại Quảng Châu, Trung Quốc Nghiên cứu phân tích dữ liệu từ nhóm tham gia để làm rõ ảnh hưởng của thói quen đốt nhang đối với nguy cơ rối loạn huyết áp thai kỳ.

2015 Kết quả cho thấy phụ nữ thường xuyên ngửi thấy mùi nhang khi mang thai có nguy cơ rối loạn tăng huyết áp cao hơn (khoảng tin cậy 95%) [31]

Trong nghiên cứu của Zhang và cộng sự (2015), các nhà khoa học đo và phân tích các chất ô nhiễm phát sinh từ việc đốt nhang tại các ngôi chùa ở Sơn Tây và Bắc Kinh, Trung Quốc, gồm formaldehyde, bụi PM10, 12 loại VOC và TVOC Kết quả cho thấy việc đốt nhang làm tăng đáng kể nồng độ formaldehyde, benzene, toluene, xylene và TVOCs trong không khí; đồng thời nồng độ benzene và toluene vượt quá mức khuyến cáo của WHO ở 0,05 mg/m3.

21 này làm tăng nguy cơ về sức khỏe đối với nhà sư và các tín đồ Phật giáo nếu hít phải khói nhang trong thời gian dài [21]

Ở Việt Nam, việc sản xuất và buôn bán nhang vẫn chưa được quản lý chặt chẽ; thêm vào đó, chưa có quy chuẩn về chất lượng không khí trong nhà khiến thành phần ô nhiễm từ khói nhang và tác hại của khói nhang đối với sức khỏe vẫn chưa được nghiên cứu chuyên sâu và chưa được quan tâm đúng mức trong xử lý khói nhang Các thông tin về thành phần và tác hại của khói nhang hiện nay chủ yếu được tuyên truyền qua báo chí, đài phát thanh – truyền hình và internet, và phần lớn các công bố này đến từ các bác sĩ.

Bác sĩ Đặng Văn Nguyên, hiện công tác tại Trung tâm Truyền thông Giáo dục sức khỏe Hà Nội, cho biết khói hương chứa hợp chất benzene (vòng thơm) – một chất độc hại có mùi thơm Khi đốt cháy, benzene kích thích và tác động lên liên kết bề mặt của đường hô hấp, từ đó dẫn tới viêm đường hô hấp mãn tính; đồng thời các phân tử hương thơm phát tán cũng có khả năng phá vỡ cấu trúc tế bào trong cơ thể, là một trong những nguyên nhân gây ung thư.

ThS-BS Dương Minh Ngọc, giảng viên Bộ môn Nội tổng quát, Đại học Y Dược TP.HCM kiêm Khoa Nội phổi - Bệnh viện Chợ Rẫy, cho biết khói từ các chất đốt, kể cả khói nhang, chứa các khí và bụi có độc hại đối với cơ thể người, đặc biệt là tác động lên hệ hô hấp Tác động của khói phụ thuộc vào thành phần của chất đốt nên mỗi loại sẽ để lại những hậu quả khác nhau Khói có thể kích ứng đường thở, gây ho, hắt hơi, chảy mũi và khó thở Đối với người mắc bệnh hen, khói có thể khởi phát cơn hen cấp tính và nếu không được điều trị kịp thời có thể ảnh hưởng đến tính mạng [32].

Phần lớn các nghiên cứu trong và ngoài nước trước đây tập trung vào những khía cạnh riêng lẻ của khói nhang, như phân tích nồng độ ô nhiễm và tác hại của khói nhang đối với sức khỏe con người Đề tài này kế thừa và mở rộng các nghiên cứu đó bằng cách tổng hợp các chất ô nhiễm có trong khói nhang, đánh giá tác động lên sức khỏe và giới thiệu cơ chế xử lý không khí bằng công nghệ quang xúc tác Đồng thời, nghiên cứu còn tiến hành khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm từ khói nhang và nhận thức của người dân về tính nguy hại của khói nhang, kết hợp thử nghiệm xử lý bằng một thiết bị lọc không khí trong nhà tự chế, sử dụng vật liệu quang xúc tác để tối ưu hiệu quả Kết quả này cung cấp cơ sở cho các biện pháp can thiệp và nâng cao nhận thức cộng đồng về ô nhiễm khói nhang và các giải pháp xử lý không khí.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Hóa chất, dụng cụ, thiết bị

Các hóa chất được sử dụng để điều chế vật liệu xúc tác quang TNTs tẩm kim loại 0,5% được thể hiện trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng

STT Tên hóa chất Số lượng

3 Dung dịch HNO3 65% 5 ml/lần

Những hóa chất này được mua từ Công ty Việt Hoàng Long (Tp Hồ Chí Minh)

Các dụng cụ sử dụng để điều chế vật liệu xúc tác được liệt kê trong Bảng 2.2

Bảng 2.2Danh sách các dụng cụ phòng thí nghiệm

1 Cốc thủy tinh 1000 ml 2 cái

Các thiết bị dùng cho nghiên cứu được liệt kê trong Bảng 2.3

Bảng 2.3 Danh sách các thiết bị

STT Tên thiết bị Xuất xứ

1 Máy đo chất lượng không khí Mobile Nose Đài Loan

2 Máy đo Carbon monoxide 601 Đài Loan

3 Máy đo HCHO Extech Mỹ

4 Máy khuấy từ gia nhiệt Ý

5 Máy rung siêu âm Elma Đức

6 Tủ sấy Memmert UN55 Đức

7 Máy hút chân không Nhật Bản

8 Máy đo pH Đài Loan

STT Tên thiết bị Xuất xứ

Mô hình thí nghiệm

Để thu được khói nhang và xử lý nồng độ ô nhiễm từ quá trình đốt nhang trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một hệ thống mô hình tương tự Hình 2.1 Nhang được đốt ở không gian mở và phần khói phát sinh được thu lại bằng một quạt hút có kích thước phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí và đảm bảo an toàn cho thí nghiệm. -**Support Pollinations.AI:** -🌸 **Ad** 🌸Powered by Pollinations.AI free text APIs [Support our mission](https://pollinations.ai/redirect/kofi) to keep AI accessible for everyone.

Mô hình nghiên cứu được bố trí với cửa khí vào 90 x 90 mm, nối tiếp với đoạn ống inox dài 60 cm có đường kính trong 76 mm để đặt thiết bị xử lý khói nhang; sau khi khí đi qua thiết bị sẽ được thải trực tiếp ra môi trường bên ngoài Gần đường khí ra của mô hình, máy đo CO, HCHO và máy Mobile Nose được bố trí để ghi nhận các chỉ tiêu TVOCs, bụi PM2.5, PM10, CO2, CO và HCHO ban đầu cũng như sau xử lý khói nhang Đối với quá trình khảo sát nồng độ ban đầu của khói nhang, vị trí ống đặt thiết bị xử lý sẽ được thay bằng đoạn ống nhựa PVC có đường kính tương ứng a Cấu tạo mô hình nghiên cứu b Mô hình nghiên cứu thực tế

Hình 2.1 Mô hình xử lý khói nhang tự chế tạo

Thiết bị xử lý gồm một đèn UV, tấm sợi thủy tinh đã tẩm xúc tác, ba-lát điện tử và giá đỡ đèn Khi khói nhang đi qua thiết bị xử lý, khói được tiếp xúc với tấm sợi thủy tinh đã tẩm xúc tác, giúp phân hủy các hợp chất mùi bằng cơ chế xúc tác quang và nâng cao hiệu quả xử lý mùi cho không gian.

Xúc tác bên trong kết hợp với tia UV chuyển hóa TVOCs thành các chất ít độc hại hơn như CO2 và H2O; sau đó khói được đẩy ra qua đường ống thoát Vị trí các chi tiết được thể hiện trong Hình 2.2: a) mô hình ống inox có thiết bị xử lý, b) mô hình ống inox có thiết bị xử lý thực tế.

Vật liệu xúc tác

Để xử lý ô nhiễm từ khói nhang, nhóm nghiên cứu tập trung vào các hợp chất TVOCs Vật liệu xúc tác được chọn là TNTs tẩm kim loại với hàm lượng 0,5%, nhằm nâng cao hiệu quả phân hủy các hợp chất hữu cơ bay hơi Quá trình điều chế xúc tác được chia thành hai giai đoạn: điều chế tiền xúc tác TNTs và tẩm kim loại lên xúc tác Quá trình này được mô tả chi tiết theo quy trình tại Hình 2.3.

Hình 2.3 Quy trình tạo tiền xúc tác TNTs

Xúc tác TiO2 nanotubes (TNTs) được tạo ra bằng cách hòa tan 72 g NaOH và 12 g TiO2 (P25) vào 180 ml nước cất trong bình teflon Hỗn hợp được khuấy 20 phút, sau đó rung siêu âm 30 phút và tiếp tục khuấy thêm 20 phút Sau đó mẫu được cho vào thiết bị bảo vệ vặt chặt và sấy ở 135°C trong 24 giờ Sau 24 giờ, lấy mẫu ra để nguội thêm 12 giờ Mẫu nguội được cho vào 1000 ml nước cất, khuấy 20 phút và rửa lọc bằng thiết bị hút chân không để thu được dạng bột.

Hòa tan thành huyền phù trong thiết bị chứa mẫu Khuấy từ 20 phút Rung siêu âm 30 phút Khuấy từ 20 phút

Thủy nhiệt ở 135 o C trong 24 giờ Để nguội trong 12 giờ Rửa và lọc bằng nước cất

Chỉnh pH hỗn hợp xuống 1,6 bằng dung dịch HNO3

Rung siêu âm 30 phút Khuấy từ 20 phút

Rửa lọc đến khi pH hỗn hợp bằng pH nước cất

27 chỉnh pH Hòa tan mẫu xúc tác dạng bột bằng 1000 ml nước cất đem chỉnh xuống pH

Quá trình chuẩn bị xúc tác TNTs thực hiện bằng cách ngâm mẫu trong dung dịch HNO3, sau đó mang mẫu đi khuấy từ thêm 60 phút, rung siêu âm 30 phút và rửa lọc lặp lại nhiều lần cho đến khi pH của mẫu bằng với pH của nước cất Cuối cùng, mẫu được sấy ở 105 °C trong 12 giờ để thu được mẫu xúc tác TNTs Thiết bị chứa mẫu được làm bằng Teflon và được trang bị đầy đủ thiết bị bảo vệ.

Khối lượng muối kim loại cần sử dụng được tính theo công thức 3.1 và 3.2

A TiO 2 A m n 0,5% M với A: muối kim loại (3.2)

- nTiO 2: số mol của TiO2 (mol)

- mTiO 2 : khối lượng TiO2 sử dụng (g)

- mA: khối lượng muối kim loại cần sử dụng (g)

- MA: khối lượng mol của muối kim loại cần sử dụng sử dụng (g/mol)

Sau khi đã xác định được lượng muối cần sử dụng, quy trình tẩm kim loại vào tiền xúc tác TNTs và đưa vào thiết bị xử lý được thực hiện theo Hình 2.5 Đầu tiên, tiến hành cân khối lượng xúc tác TNTs và muối kim loại tương ứng, cho hỗn hợp vào cốc thủy tinh 100 ml và khuấy đều với lượng nước cất vừa đủ Sau đó hỗn hợp được đem rung siêu âm 30 phút, khuấy từ gia nhiệt ở 80 o C cho đến khi sệt lại Tiếp tục sấy hỗn hợp ở 105 o C ít nhất 4 giờ rồi đem nung ở 500 o C trong 2 giờ Sản phẩm thu được là xúc tác kim loại/TNTs Để tẩm xúc tác lên tấm sợi thủy tinh, cân khối lượng xúc tác cần dùng cho vào cốc thủy tinh 100 ml và thêm nước cất Đem xúc tác khuấy từ trong

Thực hiện lần lượt: 10 phút xử lý và 20 phút rung siêu âm để kích hoạt xúc tác trên tấm sợi thủy tinh Dùng ống bóp nhựa để rải đều xúc tác lên bề mặt tấm sợi thủy tinh, đảm bảo lớp xúc tác được phân bố đồng đều Sấy tấm sợi thủy tinh ở 105°C trong khoảng 20–30 phút để làm khô và sẵn sàng đưa vào sử dụng.

Cân m (g) xúc tác và m (g) muối cần tẩm

Thêm 50 ml nước cất Khuấy đều hỗn hợp Rung siêu âm 30 phút Khuấy từ gia nhiệt ở 80 o C Sấy xúc tác ở 105 o C ít nhất 4 giờ Nung xúc tác ở 500 o C trong 2 giờ Cân m (g) xúc tác cần sử dụng Thêm 40 ml nước cất Khuấy từ 10 phút Rung siêu âm 20 phút Tẩm đều lên sợi thủy tinh Sấy sợi thủy tinh ở 105 o C trong 20 – 30 phút Đặt vào thiết bị và sử dụng

Hình 2.5 Quy trình tẩm kim loại vào xúc tác và tẩm xúc tác lên vải sợi thủy tinh

Vật liệu sau khi điều chế có hình dạng và tính chất được thể hiện trong Hình 2.6 và Bảng 2.4

Hình 2.6 Ảnh TEM của (a) P25, (b) TNTs chưa nung, (c) TNTs nung ở 500 o C,

(d) TNTs tẩm kẽm nung ở 500 o C Scale = 100 nm

Bảng 2.4 Tính chất của vật liệu

Hình dạng Hạt Ống Que + 1 ít ống TEM

Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, mọi thông tin, tài liệu và số liệu liên quan đến đối tượng nghiên cứu được thu thập và sưu tầm từ nhiều nguồn đáng tin cậy như sách báo, tạp chí khoa học, luận văn và cơ sở dữ liệu học thuật, cùng các nguồn trực tuyến uy tín được ghi nhận đầy đủ Việc tổng hợp và đối chiếu dữ liệu từ các nguồn này giúp bảo đảm tính xác thực của kết quả, tăng tính khái quát và thuận lợi cho việc tra cứu nguồn gốc khi cần thiết Quá trình thu thập được trình bày minh bạch kèm trích dẫn đầy đủ và phân loại theo loại nguồn nhằm hỗ trợ phân tích số liệu và nâng cao chất lượng bài viết.

30 internet,… Những tài liệu, số liệu tham khảo này sẽ được lựa chọn, phân tích, tổng hợp làm cơ sở cho việc định hướng thực hiện nghiên cứu

2.4.2 Phương pháp điều tra xã hội học

Chúng tôi thiết kế và in phiếu khảo sát để thu thập thông tin về đối tượng nghiên cứu tại các địa điểm trong phạm vi nghiên cứu, đồng thời xây dựng phiếu khảo sát dưới dạng Google Form để thu thập dữ liệu qua Internet Phiếu khảo sát được đính kèm ở Phụ lục 2 và nhằm hỗ trợ thu thập thông tin nhanh chóng, đầy đủ từ nhiều nguồn, từ đó đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của dữ liệu nghiên cứu.

2.4.3 Phương pháp thu thập số liệu

Trong quá trình nghiên cứu, các thông số đo đạc được thu thập bằng cách đọc trực tiếp trên máy đo CO và HCHO như Hình 2.7, với phạm vi giới hạn và độ phân giải của máy đo được trình bày chi tiết trong Bảng 2.5 Đối với máy Mobile Nose, các chỉ tiêu môi trường như TVOCs, bụi PM2.5, PM10 và CO2 được thu thập sau khi thiết bị kết nối Bluetooth với điện thoại và đọc số liệu bằng phần mềm ADDWII, như mô tả trong Hình 2.8.

Hình 2.7 Màn hình hiển thị số liệu của máy đo CO và HCHO

Hình 2.8 Màn hình hiển thị số liệu của máy Mobile Nose

Bảng 2.5 Phạm vi giới hạn và độ phân giải của máy đo CO và HCHO

Thông số Thiết bị đo Giới hạn đo Độ phân giải

CO Carbon Monoxide Detector 601 0 – 1000 ppm 1 ppm

HCHO HCHO Extech FM200 0 – 5 ppm 0,01 ppm

Các chỉ tiêu đo từ máy Mobile Nose được thể hiện trên phần mềm ADDWII theo mức độ đặc trưng được minh họa bằng các màu sắc khác nhau, giúp người đo có cái nhìn tổng quan về các chỉ tiêu đo được Thang đo của các chỉ tiêu TVOCs, PM2.5 và PM10 được trình bày trong Bảng 2.6, phục vụ cho việc so sánh và đánh giá mức độ ô nhiễm không khí dựa trên các tham số này.

Bảng 2.6 Bảng chỉ thị nồng độ TVOCs, bụi PM 2,5 và bụi PM 10 theo thang đo của máy Mobile Nose

PM 10 Ảnh hưởng Màu chỉ thị

< 220 ppb < 15 àg/m 3 < 54 àg/m 3 Bỡnh thường Xanh lỏ

 354 àg/m 3 (< 424 àg/m 3 ) Cú hại Tớm

 20000 ppb  250 àg/m 3  425 àg/m 3 Nguy hiểm Nõu

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu Áp dụng các phương pháp thống kê toán học qua phần mềm Microsoft Excel để xử lý kết quả khảo sát và số liệu nghiên cứu Sự phơi nhiễm các nồng độ ô nhiễm trong không khí tác động đến sức khỏe con người qua con đường hô hấp được đánh giá bằng phương pháp bán định lượng theo công thức 3.3 Mức độ rủi ro RQ được so sánh với

1 Nếu RQ < 1: rủi ro thấp, RQ  1: rủi ro cao

- MEC: Nồng độ đo được của chất ô nhiễm

PNEC là nồng độ giới hạn tối đa được quy định theo các tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện hành nhằm đảm bảo an toàn môi trường Hiệu suất xử lý của vật liệu xúc tác quang được tính theo công thức 3.4, giúp đánh giá khả năng phân hủy hoặc chuyển hóa chất ô nhiễm và tối ưu hóa các ứng dụng xử lý nước hoặc khí thải trong thực tế.

- Co: Nồng độ chất ô nhiễm ban đầu

- C: Nồng độ chất ô nhiễm sau xử lý

- H: Hiệu suất xử lý của vật liệu xúc tác quang (%)

Các số liệu toán học và kết quả khảo sát được trình bày dưới dạng đồ thị, mang lại cái nhìn trực quan và toàn diện về dữ liệu Việc thể hiện bằng đồ thị giúp dễ dàng phân tích và nhận định các kết quả đạt được, từ đó xác định được hướng nghiên cứu tốt nhất cho dự án.

Nội dung nghiên cứu

2.5.1 Nội dung 1: Khảo sát thói quen đi chùa và thói quen thắp nhang của du khách

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế phiếu khảo sát và tiến hành khảo sát trực tiếp tại các chùa thuộc phạm vi nghiên cứu, đồng thời triển khai khảo sát online qua Google Form Phiếu khảo sát bao gồm các nội dung liên quan đến các yếu tố được khảo sát và được sắp xếp thành các mục rõ ràng nhằm thu thập dữ liệu phục vụ cho quá trình phân tích.

- Giới tính, độ tuổi của người được khảo sát?

- Đi chùa vào những ngày nào?

- Hình thức nhang được sử dụng ở chùa?

- Có thờ cúng tại nhà không?

- Số lượng nhang mỗi lần thắp tại nhà?

- Cảm nhận về khói nhang?

- Nhận biết ảnh hưởng của khói nhang với sức khỏe?

Kết quả được tổng hợp bằng phương pháp thống kê nhằm xác định các ý kiến được lựa chọn nhiều nhất, từ đó làm cơ sở để xây dựng nội dung nghiên cứu tiếp theo và định hướng chiến lược nội dung trên website Những kết quả này giúp làm rõ xu hướng quan tâm của người đọc, hỗ trợ tối ưu hóa từ khóa và chủ đề phù hợp với SEO để tăng khả năng tiếp cận và hiệu quả của các nội dung nghiên cứu.

2.5.2 Nội dung 2: Đánh giá mức độ ô nhiễm tại các chùa ở trong Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận Đánh giá được thực hiện bằng cách tiến hành khảo sát ngẫu nhiên các chùa trong địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh lân cận, danh sách các chùa khảo sát được nêu trong Phụ lục 1 Thông qua việc khảo sát nhóm tổng hợp được các hình thức quản lý nhằm giảm thiểu khói nhang đã được áp dụng tại các chùa Đồng thời thực nghiệm đo đạc các thông số như TVOCs, bụi PM2,5, bụi PM10, CO2 tại các chùa có thắp nhang ở chánh điện Từ kết quả khảo sát và thông số đo được rút ra nhận xét về việc quản lý ô

Có 34 trường hợp nhiễm khói nhang tại các chùa được ghi nhận, và mức độ ô nhiễm không khí tại các chùa có thắp nhang ở chánh điện được đánh giá dựa trên tiêu chuẩn chất lượng không khí trong nhà (IAQ), thể hiện ở Bảng 2.7 Kết quả cho thấy hoạt động thắp nhang ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng không khí trong khu vực thờ tự và nhấn mạnh sự cần thiết của các biện pháp kiểm soát ô nhiễm tại chánh điện Bảng 2.7 cung cấp phân tích chi tiết về mức độ ô nhiễm tại từng chùa, giúp người đọc dễ hình dung tình hình và so sánh các địa điểm có thắp nhang.

Bảng 2.7 Tiêu chuẩn chất lượng không khí trong nhà [34]

Tiêu chuẩn Cơ quan quy định Nồng độ giới hạn

Department of Occupational Safety and

Korea Environmental Industry and Technology Institute -Korea 1000 ppm

HCHO Occupational Safety and Health

TVOCs Health Canada - Canada 500 àg/m 3

PM2,5 Health Canada- Canada 100 àg/m 3

Singapore Indoor Air Quality Guideline -

2.5.3 Nội dung 3: Đánh giá mức độ ô nhiễm từ khói nhang trong phòng thí nghiệm bằng mô hình tự chế tạo

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình có khả năng thu được khói nhang trong môi trường phòng thí nghiệm như hình 2.1, với khói nhang được đưa vào mô hình nhờ quạt hút kích thước 90×90 mm, đẩy qua đường ống tới đầu thoát khí của mô hình Tại đầu thoát khí, các máy đo nồng độ CO và HCHO được bố trí cùng với máy Mobile Nose; khi khói nhang đi qua, dữ liệu sẽ hiển thị trực tiếp trên màn hình máy đo CO và HCHO, còn với máy Mobile Nose dữ liệu được đọc qua phần mềm ADDWII trên điện thoại Khảo sát được thực hiện trên 7 loại nhang, gồm 2 nhang mua tại chùa (nhang chùa A, nhang chùa B), 3 loại nhang tại cơ sở sản xuất quy mô hộ gia đình (nhang thô, nhang phơi ban đêm, nhang tẩm bột quế) và 2 loại nhang mua tại chợ ngẫu nhiên (nhang thơm, nhang thơm ít khói).

35 e Nhang tẩm bột quế f Nhang thơm g Nhang thơm ít khói

Hình 2.9 cho thấy thời gian khảo sát từ 50–70 phút tùy từng loại nhang Thí nghiệm được lặp lại 3 lần và kết quả được ghi nhận sau mỗi 5 phút Từ dữ liệu thu được, chọn ra loại nhang có nồng độ TVOC cao nhất để tiến hành xử lý ở nội dung 4 Danh sách các loại nhang được đánh giá gồm: a Nhang chùa A, b Nhang chùa B, c Nhang thô, d Nhang phơi đêm, e Nhang tẩm bột quế, f Nhang thơm, g Nhang thơm ít khói.

Hình 2.9 7 loại nhang sử dụng trong thí nghiệm

2.5.4 Nội dung 4: Thực nghiệm xử lý khói nhang (chủ yếu là TVOCs) bằng mô hình tự chế tạo ứng dụng quá trình quang xúc tác

Quá trình quang xúc tác được lựa chọn để xử lý TVOCs sinh từ khói nhang bằng cách lắp đặt thiết bị xử lý chứa vật liệu xúc tác và đèn UV vào mô hình thí nghiệm; vật liệu xúc tác quang được sử dụng là xúc tác tẩm muối kim loại Nhóm nghiên cứu khảo sát quá trình xử lý TVOCs bằng cách thay đổi điều kiện xử lý (đèn có hoặc không có xúc tác), thay đổi loại muối kim loại được tẩm vào xúc tác, thay đổi khối lượng xúc tác cần cho quá trình và thay đổi nồng độ khói nhang đầu vào Cụ thể các thí nghiệm được tiến hành như sau:

Trong Thí nghiệm 1, chúng tôi khảo sát sự thay đổi điều kiện xử lý của thiết bị bằng cách vận hành mô hình chỉ có tấm sợi thủy tinh tẩm xúc tác TiO2 (P25) ở ba trạng thái: không bật đèn, bật đèn nhưng không có xúc tác và có cả xúc tác lẫn bật đèn Loại nhang được sử dụng là nhang có nồng độ TVOCs cao nhất được xác định ở mục 3.3 Từ kết quả này, chúng tôi xác định được điều kiện tối ưu để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.

Thí nghiệm 2 khảo sát ảnh hưởng của khối lượng xúc tác TNTs được tẩm lên tấm sợi thủy tinh, với các mức tải xúc tác lần lượt là 1, 1,5, 2 và 2,5 Việc thay đổi khối lượng xúc tác nhằm đánh giá sự phân phối và hiệu suất hoạt động của xúc tác trên nền sợi thủy tinh, từ đó xác định mức tải tối ưu cho ứng dụng thực nghiệm.

3 g để tìm ra khối lượng xúc tác xử lý tốt nhất

Thí nghiệm 2 tiến hành khảo sát sự thay đổi của muối kim loại được dùng làm xúc tác trên tiền chất TNTs thông qua thiết bị xúc tác quang vận hành trên các tấm sợi thủy tinh phủ lớp xúc tác Các muối kim loại được dùng làm thành phần xúc tác ở một nồng độ và khối lượng nhất định, sau đó được nung ở điều kiện nhiệt độ cao nhằm xác định muối kim loại có khả năng xử lý tốt nhất Kết quả cho thấy sự khác biệt giữa các muối kim loại và điều kiện nung có tác động đáng kể đến hiệu quả xúc tác và mức độ xử lý tiền chất TNTs, từ đó chỉ ra muối kim loại tối ưu cho hệ xúc tác quang này.

Thí nghiệm 4 khảo sát sự thay đổi nồng độ khói nhang đầu vào dựa trên kết quả phiếu khảo sát ở nội dung 1 và chọn số lượng nhang được thắp nhiều nhất tại hộ gia đình làm cơ sở tiến hành thí nghiệm Khối lượng xúc tác và liều muối kim loại được xác định căn cứ vào kết quả của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 để đảm bảo điều kiện thực nghiệm chuẩn Kết quả thu được dùng để so sánh hiệu quả xử lý giữa hệ thống gồm 3 cây và hệ thống gồm 1 cây trong cùng mức khối lượng xúc tác và muối kim loại, nhằm đánh giá tối ưu hóa hiệu quả xử lý khí thải khói nhang.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Nội dung 1: Khảo sát thói quen đi chùa và thói quen thắp nhang của du khách 37

Dựa trên khảo sát trực tiếp với du khách tại chùa A và chùa B kết hợp với khảo sát trực tuyến, thu được hơn 170 phiếu phản hồi Mục đích của cuộc khảo sát là tìm hiểu tần suất đi chùa, thói quen thắp nhang (ngày đi chùa, mức độ thường xuyên và số lượng nhang thắp) và mức độ quan tâm của người dân đối với tác hại tiềm ẩn của khói nhang Những kết quả này sẽ giúp hiểu rõ hành vi thắp nhang tại chùa và hình thành các chiến lược nâng cao nhận thức cũng như quản lý môi trường thờ tự hiệu quả.

Theo phong tục tâm linh từ thời xa xưa của người Việt, việc đi chùa thắp nhang khi cầu xin với đức Phật là một hoạt động không thể thiếu Kết quả khảo sát được trình bày ở Hình 3.1 cho thấy nhang cây được lựa chọn nhiều nhất khi thắp ở chùa, chiếm 92,35% so với hai loại nhang còn lại là nhang vòng và nhang nụ Về số lượng nhang thắp trên một lư hương, phần lớn người dùng thắp 1 cây hoặc 3 cây, với tỉ lệ lần lượt là 42,35% và 48,82% Dựa trên các kết quả này, nhóm nghiên cứu chọn nhang cây ở số lượng 1 cây và 3 cây làm đối tượng thực hiện nội dung khảo sát nhằm thay đổi nồng độ khói nhang trong phần 3.4.

Hình 3.1 (a) Loại nhang sử dụng và (b) số lượng nhang được thắp tại một vị trí trong chùa (n = 170)

Một kết quả khảo sát về thói quen đi chùa cho thấy du khách thường xuyên đi chùa vào mùng 1, ngày rằm và ngày lễ, Tết với tỉ lệ lần lượt là 30,00%, 33,53% và 25,88% trên tổng số phiếu (Hình 3.2) Với tỉ lệ này, mùng 1, ngày rằm và 1 ngày thường là thời điểm nhóm chọn để khảo sát nồng độ khói nhang thực tế ở chùa A và chùa B.

Nhang cây Nhang vòng Nhang nụ

Hình 3.2 Thời gian đi chùa trong tháng (n = 170)

Giống như khói thuốc lá và khói than, khói từ nhang chứa các chất độc hại do các cơ sở sản xuất thường dùng hóa chất như acid phosphoric (H3PO4) để ngâm và tẩm vào chân nhang nhằm tạo độ cong cho nén nhang, và bột lưu huỳnh trộn vào nhang giúp nhang cháy đều và không tắt giữa chừng Những chất này khi đốt lên sẽ gây cảm nhận rõ rệt cho người hít phải; hình 3.3 thể hiện kết quả khảo sát cảm nhận của du khách về khói nhang: 24,71% thích mùi thơm và 18,82% cho là dễ chịu, trong khi cay mắt 25,29% và khó thở 14,12% đồng ý với nhận định này Có ý kiến cho rằng thơm và dễ chịu chỉ khi lượng khói ở mức vừa phải; lượng khói quá nhiều sẽ gây khó chịu Bên cạnh đó, khói nhang được cho là cản trở tầm nhìn 2,94%, gây đau đầu 4,12% và dị ứng da 5,29%.

Mùng 1 Ngày rằm Ngày lễ, tết Ngày thường Không có ngày cụ thể

Hình 3.3 Cảm nhận của khách hành hương về khói nhang (n = 170)

Về tác hại của khói nhang, kết quả thể hiện qua Hình 3.4 cho thấy 70,00% người được khảo sát nhận biết tác động của khói nhang đối với sức khỏe, một tín hiệu tích cực về nhận thức cộng đồng Tuy nhiên, 21,18% vẫn chưa rõ về tác hại của khói nhang và một phần nhỏ người được khảo sát vẫn chưa nắm bắt đầy đủ thông tin này Khi được hỏi tại sao biết khói nhang có ảnh hưởng đến sức khỏe nhưng vẫn duy trì thói quen thắp nhang, một số ý kiến cho rằng do yếu tố văn hóa và tín ngưỡng, thói quen từ lâu đời và sự khó bỏ khi chưa có biện pháp thay thế hợp lý.

- “ Đốt càng nhiều càng thể hiện cái tâm cho Phật biết ”

- “ Khi đốt nhang thì Phật sẽ phù hộ cho nên không có bệnh gì đâu ”

Phong tục từ xưa khiến nhiều người vẫn làm theo thói quen đốt nhang, bất chấp tác hại của khói nhang Dù đã nhận thức được nguy cơ, sự truyền dạy từ ông bà, tín ngưỡng cá nhân và tính chủ quan vẫn khiến nhiều người chưa chú ý đầy đủ đến những tác động tiêu cực mà khói nhang mang lại.

Thơm Dễ chịu Bình thường Khó thở Cay mắt Tầm nhìn kém Dị ứng da Đau đầu Tùy loại nhang

Hình 3.4 Mức độ nhận biết tác hại của khói nhang (n = 170)

Nội dung 2: Đánh giá mức độ ô nhiễm tại các chùa trong Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh lân cận

Nghiên cứu khảo sát tổng cộng 24 chùa (đính kèm ở Phụ lục 1), gồm 18 chùa ở nội thành Thành phố Hồ Chí Minh và 6 chùa ở các tỉnh lân cận Bình Dương và Tiền Giang Trong số 18 chùa tại nội thành, chỉ chùa Bà Thiên Hậu (Quận 5) thắp nhang trong chánh điện; các chùa còn lại thắp nhang ở lư hương đặt trước cửa ra vào chánh điện và khu vực bên ngoài Hình 3.5 minh họa nơi thắp nhang ở một số chùa tiêu biểu trong nội thành Hồ Chí Minh, a Chùa Bà Thiên Hậu (Quận 5).

41 b Chùa Phước Hải (Quận 1) c Chùa Ông (Quận 5) d Chùa Pháp Hoa (Quận 3)

Hình 3.5 Một số chùa ở nội thành Hồ Chí Minh

Các chùa được khảo sát ở tỉnh lân cận gồm chùa Bà và Tây Tạng Tự tại Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương; chùa Châu Thới ở Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương; và chùa Vĩnh Tràng, chùa Ông, chùa Phổ Đức ở Thành phố Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang Đây là những địa điểm tâm linh nổi bật với giá trị lịch sử và kiến trúc đáng chú ý ở miền Tây Nam Bộ, phù hợp cho độc giả quan tâm đến du lịch tâm linh và tìm hiểu di sản văn hoá tại Bình Dương và Tiền Giang.

4 chùa vẫn được phép thắp nhang ở chánh điện trong các ngày cao điểm như mùng 1, ngày rằm, lễ, Tết Việc cho phép thắp nhang ở chánh điện vào những thời điểm đông người sẽ tạo ra một lượng lớn khói nhang trong không gian kín, ảnh hưởng đến sức khỏe của người đi dâng hương và tham dự lễ Phật Hình 3.6 minh họa các chùa cho phép thắp nhang ở chánh điện tại tỉnh Bình Dương và Tiền Giang.

42 a Chùa Bà (Bình Dương) b Chùa Châu Thới (Bình Dương) c Chùa Ông (Tiền Giang) d Chùa Vĩnh Tràng (Tiền Giang)

Hình 3.6 Một số chùa được thắp nhang trong chánh điện ở tỉnh Bình Dương và Tiền Giang

Kết quả khảo sát cho thấy những chùa do người Hoa xây dựng như chùa Bà và chùa Ông vẫn duy trì thắp nhang trong chánh điện Ngược lại, dựa trên tỷ lệ khảo sát ngẫu nhiên ở các chùa nội ô Hồ Chí Minh và tỉnh lân cận, nhận thấy các chùa ở tỉnh vẫn chưa quan tâm nhiều đến việc giảm thiểu khói nhang, trong khi các chùa ở nội ô Hồ Chí Minh đã áp dụng các biện pháp cụ thể để giảm lượng khói nhang.

43 thức trong việc bảo vệ sức khỏe của nhà sư và du khách Các biện pháp nhằm giảm lượng khói nhang đang được áp dụng hiện nay là:

Thông báo được treo tại Chùa Phước Hải, Chùa Nam Thiên Đệ Nhất Trụ và Chùa Châu Thới với nội dung: Không thắp nhang ở chánh điện và yêu cầu phật tử lên lạy Phật không thắp nhang Quy định này nhằm giữ sự trang nghiêm khu vực chánh điện và hướng dẫn phật tử thực hiện nghi lễ lạy Phật đúng chuẩn mà không đốt nhang, phù hợp với các quy định thờ tự tại các ngôi chùa trên.

- Sử dụng nến, đèn cầy thay cho nhang (Chùa Ông, Chùa Bửu Long, Chùa Pháp Hoa,…)

- Quy định số lượng nhang được thắp trong chánh điện (Chùa Châu Thới) a Chùa Phước Hải (Quận 1) b Chùa Châu Thới (Bình Dương)

44 c Chùa Nam Thiên Đệ Nhất Trụ (Quận Thủ Đức) Hình 3.7 Biện pháp giảm thiểu khói nhang đang được áp dụng

Sau khi có cái nhìn tổng quát về quản lý thắp nhang ở chùa nội ô Hồ Chí Minh và khu vực lân cận, nhóm tiến hành khảo sát mức độ ô nhiễm tại hai chùa ở tỉnh Bình Dương có thắp nhang ở chánh điện Thời gian khảo sát gồm ba ngày: mùng 1, ngày rằm và ngày thường, được thực hiện bằng thiết bị đo cầm tay Mobile Nose, đặt ở vị trí cách nguồn ô nhiễm khoảng 1 mét và ghi nhận kết quả sau mỗi 15 phút; thí nghiệm được lặp lại 3 lần và kết quả được lấy dưới dạng trung bình Hình 3.8 thể hiện nồng độ các chất ô nhiễm đo được ở các chùa (ký hiệu là chùa A và chùa B) trong 3 ngày khảo sát.

TVOC (ppb) PM₂.₅ (àg/m³) PM₁₀ (àg/m³) CO₂ (ppm)

Mùng 1 Ngày rằm Ngày thường

(b) Hình 3.8 Nồng độ của khói nhang trong chánh điện chùa A (a) và chùa B (b)

Quá trình khảo sát thực tế tại chùa A và chùa B nhận thấy các chất như TVOCs,

Theo Bảng 2.7, PM2,5, PM10 và CO2 trong khói nhang vượt ngưỡng cho phép Vào các ngày đông du khách như mùng 1 và ngày rằm, lượng khói nhang tăng 1,5–2 lần so với ngày thường Điều này khiến du khách cay mắt, khó thở và tầm nhìn hạn chế khi ở trong không gian chánh điện quá lâu Đánh giá phơi nhiễm cho thấy mức độ phơi nhiễm với khói nhang tăng lên, phản ánh sự gia tăng của PM2,5, PM10 và CO2, đặc biệt trong những dịp lễ hội có lượng người đông.

Bảng 3.1 cho thấy nồng độ TVOCs, PM2.5 và PM10 tại các thời điểm đo đều vượt ngưỡng rủi ro phơi nhiễm so với mức tham chiếu là 1, cho thấy các chất trong khói nhang có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của du khách Các chất ô nhiễm này có thể tác động tiêu cực đến hệ hô hấp và chất lượng không khí ở khu vực có khói nhang, làm tăng mức độ tiếp xúc và tiềm ẩn nguy cơ kích ứng cho người tham quan.

Bảng 3.1 Đánh giá phơi nhiễm theo phương pháp bán định lượng

Thông số Kí hiệu MEC PNEC RQ Rủi ro

TVOC (ppb) PM₂.₅ (àg/m³) PM₁₀ (àg/m³) CO₂ (ppm)

Mùng 1 Ngày rằm Ngày thường

Thông số Kí hiệu MEC PNEC RQ Rủi ro

- A1, A2, A3: ngày đo tại chùa A ứng với mùng 1, ngày rằm và ngày thường

- B1, B2, B3: ngày đo tại chùa B ứng với mùng 1, ngày rằm và ngày thường

- MEC: Nồng độ đo được của chất ô nhiễm

- PNEC: Nồng độ giới hạn tối đa được quy định theo tiêu chuẩn, quy chuẩn

- RQ: Mức độ rủi ro

Nội dung 3: Đánh giá mức độ ô nhiễm từ khói nhang trong phòng thí nghiệm bằng mô hình tự chế tạo

Thí nghiệm được thực hiện bằng cách thắp 3 nén nhang trong mô hình chưa có vật liệu xúc tác và ghi nhận kết quả sau mỗi 5 phút, thời gian đo từ 50–70 phút tùy từng loại nhang, thí nghiệm được lặp lại 3 lần Nhóm nghiên cứu tiến hành đo trên 7 loại nhang khác nhau gồm nhang mua tại chùa A, chùa B, nhang thô, nhang phơi đêm, nhang tẩm bột quế, nhang thơm và nhang thơm ít khói Kết quả đo cho thấy sự tồn tại của TVOCs, bụi PM2.5, PM10, CO2, CO, HCHO trong tất cả loại nhang Tại Việt Nam, hiện chưa có tiêu chuẩn về chất lượng không khí trong nhà, nhưng nếu áp dụng các tiêu chuẩn của nước ngoài (Bảng 2.7) thì có thể thấy hầu hết các chất đo được đều vượt quá nồng độ quy định.

Hình 3.9 cho thấy loại nhang có nồng độ TVOCs cao nhất là nhang tại chùa B

Trong khảo sát TVOCs ở các loại nhang, nhang B có nồng độ lên tới 5589 ppb, gấp 2-3 lần so với các loại nhang khác So với thang đo TVOCs của máy cầm tay Mobile Nose, nồng độ của nhang B ở thang biểu thị màu tím (≥ 5500 ppb) cho thấy mức độ có hại cho người tiếp xúc So sánh với tiêu chuẩn TVOCs 415 ppb, 7 loại nhang khảo sát đều vượt mức giới hạn, trong đó nhang B cao gấp 13 lần chuẩn Shun-Cheng Lee (2003) trong nghiên cứu về đặc điểm phát thải ô nhiễm không khí từ đốt nhang trong môi trường buồng lớn nhận xét rằng nhang thơm và nhang tại chùa sẽ phát ra nhiều TVOCs hơn nhang truyền thống Nhóm thực hiện khảo sát 7 loại nhang với mô hình tự chế cũng cho thấy nhang tại chùa B và nhang thơm khi đốt có nồng độ TVOCs cao hơn so với các loại nhang còn lại Vì vậy, nhang chùa B là loại nhang được chọn để xử lý ở những nội dung tiếp theo.

Hình 3.9 Nồng độ TVOCs của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Phân tích nồng độ bụi từ 7 loại nhang cho thấy hầu hết nồng độ PM2.5 và PM10 vượt qua tiêu chuẩn Canada lần lượt ở mức 100 μg/m³ và 150 μg/m³ Chỉ có nhang thơm ớt khúi trong 10 phút đầu là không vượt ngưỡng giới hạn Hình 3.10 cho thấy nồng độ bụi PM10 ở phút thứ 30 của quá trình đo.

7 loại nhang ở mức cao nhất được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của mức phát thải, từ Nhang thơm (377 µg/m³), Nhang thơm ớt khúi (464 µg/m³), Nhang đờm (660 µg/m³), Nhang chựa B (821 µg/m³), Nhang thụ (976 µg/m³), Nhang chựa A (1036 µg/m³) cho đến Nhang tẩm bột quế (chưa có số liệu).

Chùa A Chùa B Nhang thô Nhang đêm

Nhang tẩm bột quế Nhang thơm Nhang thơm ít khói Tiêu chuẩn

Ở mức nồng độ bụi PM10 lên tới 1185 µg/m³, cao gấp 8 lần tiêu chuẩn cho phép và được biểu thị bằng màu nâu trên thang đo của máy Mobile Nose kèm cảnh báo nguy hiểm cho người ở khu vực ô nhiễm Tương tự, nồng độ bụi PM2.5 (như hình 3.11) cũng ở mức cảnh báo nguy hiểm và vượt chuẩn tới 9 lần Với lượng bụi vượt ngưỡng như vậy, sức khỏe của du khách đến chùa và của người dùng tại hộ gia đình có thể bị đe dọa.

Hình 3.10 Nồng độ PM 10 của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Nhang tẩm bột quế Nhang thơm Nhang thơm ít khói tiêu chuẩn

Hình 3.11 Nồng độ PM 2,5 của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Nồng độ CO2 của 7 loại nhang có xu hướng giảm dần theo thời gian (Hình 3.12)

Trong quá trình khảo sát 7 loại nhang, nồng độ CO2 của nhang thơm ít khói ở phút 30 đạt 849 ppm, thấp hơn chuẩn cho phép 1000 ppm Đến phút 70, tất cả các loại nhang đều có nồng độ CO2 ở mức cho phép Nồng độ CO ở cả 7 loại nhang trong suốt thời gian khảo sát đều ở dưới 86 ppm Bắt đầu từ phút 25, thiết bị đo được CO ở mức 0 ppm với cả 7 loại nhang (hình 3.13) Trong 7 loại nhang được khảo sát, có 5/7 loại có nồng độ HCHO thấp hơn tiêu chuẩn, chỉ có nhang chùa A và nhang thô có nồng độ HCHO vượt 2 ppm Từ phút 40 trở đi, tất cả loại nhang đều đạt nồng độ HCHO ở ngưỡng cho phép (hình 3.14).

Hình 3.12 Nồng độ CO 2 của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Hình 3.13 Nồng độ CO của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Hình 3.14 Nồng độ HCHO của 7 loại nhang thu được trong phòng thí nghiệm

Nội dung 4: Thực nghiệm xử lý khói nhang (chủ yếu TVOCs) bằng mô hình tự chế tạo ứng dụng quá trình quang xúc tác

tự chế tạo ứng dụng quá trình quang xúc tác

Theo kết quả khảo sát từ nội dung 3, nhang chùa B có nồng độ TVOCs cao nhất (5589 ppb) và được chọn làm loại nhang phục vụ cho các thí nghiệm trong nội dung 4.

3.4.1 Khảo sát thay đổi điều kiện xử lý

Nhóm tiến hành thay đổi điều kiện thí nghiệm bằng cách xử lý TVOCs với ống chứa tấm sợi thủy tinh có kích thước D x R = 45 x 22 cm tẩm xúc tác TNTs mà không dùng đèn UV chiếu sáng, và xử lý TVOCs bằng ống chỉ có đèn UV chiếu sáng mà bên trong không có tấm sợi thủy tinh tẩm xúc tác TNTs Nồng độ khói nhang được tạo ra bằng cách đốt 3 cây nhang trong khoảng thời gian từ 50–55 phút Kết quả thí nghiệm cho thấy xử lý TVOCs ở điều kiện chỉ có xúc tác TNTs hoặc chỉ có đèn UV chiếu sáng không hiệu quả như khi có cả xúc tác và đèn chiếu sáng (Hình 3.15) Vì vậy, các thí nghiệm tiếp theo được thực hiện trong điều kiện có xúc tác và sử dụng đèn UV chiếu sáng.

Hình 3.15 Khả năng xử lý TVOCs theo thời gian bằng việc thay đổi điều kiện xử lý

(có đèn hoặc có xúc tác)

3.4.2 Khảo sát thay đổi khối lượng xúc tác

Mẫu xúc tác được sử dụng trong thí nghiệm là TNTs chưa tẩm kim loại, được gắn lên tấm sợi thủy tinh với các khối lượng lần lượt là 1 g, 1,5 g, 2 g, 2,5 g và 3 g Thí nghiệm được chiếu sáng bằng đèn UV và tạo khói nhang từ việc đốt 3 cây nhang để sinh TVOCs Mục tiêu của thí nghiệm là xác định khối lượng xúc tác tối ưu cho quá trình xử lý TVOC có hiệu quả tốt nhất Dựa vào Hình 3.16, sự thay đổi khối lượng xúc tác ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý TVOCs của hệ thống.

Ban đầu Có xúc tác không đèn Có đèn không xúc tác Có xúc tác, có đèn

Trong quá trình khảo sát khối lượng, việc sử dụng 2 gam cho thấy hiệu quả xử lý TVOCs tốt hơn so với các khối lượng khác ngay từ thời điểm đầu tiên Kết quả này cho thấy liều 2 gam tối ưu cho tăng hiệu quả xử lý TVOCs và cải thiện chất lượng không khí.

Trong các thí nghiệm, khối lượng 2 gam với thời gian xử lý từ 20–40 phút cho thấy hiệu suất tăng ổn định từ 58% đến 79%, cao hơn nhiều so với các khối lượng còn lại ở mức 8–56% Do đó, khối lượng 2 gam được xem là tối ưu và sẽ được chọn làm cơ sở cho các nội dung thí nghiệm tiếp theo.

Hình 3.16 Khả năng xử lý TVOCs theo thời gian của xúc tác TNTs ở các khối lượng khác nhau

Hình 3.17 Hiệu suất xử lý TVOCs theo thời gian của xúc tác TNTs ở các khối lượng khác nhau

3.4.3 Khảo sát thay đổi muối kim loại trên tiền chất xúc tác TNTs

Thí nghiệm nhằm tìm ra muối kim loại tẩm lên tấm sợi thủy tinh có khả năng xử lý TVOCs tốt nhất Các muối Zn(NO3)2, Cd(NO3)2, Al(NO3)3, Cu(NO3)2 và Fe(NO3)3 được tẩm ở nồng độ 0,5% và nung ở 500°C; lượng tiền chất xúc tác TNTs sử dụng là 2 g, được chiếu sáng bằng đèn UV với cùng số lượng nhang như nội dung 3.4.1 Kết quả tại Hình 3.18 cho thấy xúc tác Zn(NO3)2/TNTs xử lý TVOCs tốt hơn các muối kim loại khác, với nồng độ TVOCs giảm từ 2391 ppb xuống 249 ppb, đạt chuẩn cho phép (

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	5,96 MB